[發明專利]燃煤電站鍋爐爐煙輸送生物質直燃耦合發電系統及方法

在審

• 申請號: 202110860053.0
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113446618A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 周平;周凌宇;劉輝;柳宏剛;聶鑫;佘園元;成汭珅;解冰;王志剛;周志培;陳罡
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23K1/00
• 分類號: F23K1/00;F23L15/00;F23D1/00;F26B21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發明公開了一種燃煤電站鍋爐爐煙輸送生物質直燃耦合發電系統及方法，生物質儲料倉的出口與第一皮帶輸送機的入口相連通，第一皮帶輸送機的出口與第一破碎機的入口相連通，第一破碎機的出口與第二皮帶輸送機的入口相連通，第二皮帶輸送機的出口與第二破碎機的入口相連通，第二破碎機的出口與生物質粉倉的入口相連通，生物質粉倉的出口與給料機的入口相連通；空氣預熱器的出口及轉向室的抽爐煙口與爐煙風機的入口相連，給料機的出口及爐煙風機的出口與混合干燥管道的一端，混合干燥管道的另一端與爐膛上的各生物質燃燒器相連通，該系統及方法能夠實現燃煤與生物質的高效耦合發電，同時降低磨損，保證系統安全穩定運行。

技術領域

本發明屬于火力發電廠生物質耦合發電領域，涉及一種燃煤電站鍋爐爐煙輸送生物質直燃耦合發電系統及方法。

背景技術

生物質能是一種儲量巨大、分布廣泛、優質清潔的可再生能源，妥善利用生物質能將對CO₂減排產生巨大作用。

我國生物質發電起源于2005～2006年，其技術參照和引進了以丹麥為代表的小型爐排爐生物質發電技術以及以芬蘭為代表的小型流化床生物質發電技術。這種小型固體廢棄物處理模式的實質是新建小型直燃鍋爐發電機組，收集和處理電廠周邊小直徑范圍的農林廢棄物，對燃料進行低程度的破碎、打包、預處理后直接入爐燃燒發電或供熱供汽。其主要優點是對燃料預處理的要求低；其缺點是小型機組效率極低(供電效率一般低于22～26％)、單位建設成本很高、運行維護成本及人工成本高。

與新建小型生物質直燃鍋爐發電機組相比，大型火力發電廠的生物質耦合發電具有顯著的建設投資成本低、運行維護成本低、生物質原料發電效率高(供電效率一般高于40％)等優點。

生物質耦合發電主要有間接耦合、并聯耦合、直燃耦合三種。

其中，間接耦合是指生物質原料首先經過氣化爐氣化產生可燃氣體，然后經過燃氣余熱回收進行燃氣溫度控制后，將可燃氣體送入燃煤鍋爐內共同燃燒。生物質氣化技術因氣化效率低、焦油含量高、氣化爐結焦等問題，關鍵技術的研究還需進一步提高和完善，且氣化爐成本較高。

并聯混燃是指專門配置一套完全獨立的生物質鍋爐，將生物質和煤燃燒后的蒸汽混合后進入汽輪機發電，相當于建立煤粉爐與生物質鍋爐的母管制鍋爐機組。該方式能利用多種生物質燃料，特別適用于高堿金屬和氯化物的生物質，燃燒后的生物質灰和煤灰互相分離，有利于生物質灰的資源化利用，但存在蒸汽參數匹配、代價過于高昂等問題。

直燃耦合是指只改變生物質燃料的物理形態，對生物質進行粉碎后，與燃煤在同一鍋爐內混合燃燒發電，是一種系統結構簡單、成本低、效率高的生物質直燃耦合發電技術路線，也是生物質耦合發電的主要方式。

目前生物質直燃耦合發電在國內應用較少。有些廠采用磨煤機耦合方案，即將生物質成型燃料與煤送入同一磨煤機制粉，生物質成型燃料在給煤機上游與煤預混，在磨煤機中與煤共同制粉后由原送粉管道送至對應的煤粉燃燒器。該技術對電廠設備的改動極小甚至可以不做任何改動，但生物質耦合比例極低，一般認為長期連續生物質耦合比例在1％左右，不超過3％。此方式還會降低磨煤機的性能，長期進行會對磨煤機設備造成超常的磨損，也因為生物質燃料的高揮發性、低臨界溫度等而具有較高的安全風險。降低磨出口溫度運行時，還會對排煙溫度及鍋爐效率產生較大影響，嚴重影響系統安全穩定。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種燃煤電站鍋爐爐煙輸送生物質直燃耦合發電系統及方法，該系統及方法能夠實現燃煤與生物質的高效耦合發電，同時降低磨損，保證系統安全穩定運行。

為達到上述目的，本發明所述的燃煤電站鍋爐爐煙輸送生物質直燃耦合發電系統包括生物質儲料倉、第一皮帶輸送機、第一破碎機、第二皮帶輸送機、第二破碎機、生物質粉倉、給料機、爐煙風機、空氣預熱器、混合干燥管道及爐膛，爐膛的出口經轉向室與空氣預熱器相連通；